提要：實(shí)踐表明，過街人行通道采用矩形頂管施工方法的優(yōu)越性是顯著的，為進(jìn)一步做到安全、快速、經(jīng)濟(jì)、有效和完善這一施工方法，根據(jù)參與南京市幾個(gè)過街人行通道設(shè)計(jì)與施工方案的論證和實(shí)踐中出現(xiàn)問題的討論與決策，對幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象談點(diǎn)浮淺認(rèn)識，供工程實(shí)踐參考。文章主要從三個(gè)方面展開論述：一是易出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象;二是對風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象的原因淺析;三是避免風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象的幾點(diǎn)建議。

　　關(guān)鍵詞：矩形頂管; 施工風(fēng)險(xiǎn); 過街通道; 巖土工程

　　過街人行通道是一種在土層中的淺埋地下工程,常用的施工方法有：掘開式、淺埋暗挖法和頂管法。三種方法各有特點(diǎn)，具體選用需根據(jù)工程地質(zhì)條件、建筑環(huán)境、交通、人流、城市規(guī)劃和地下空間規(guī)劃等而定。南京市已建和在建的幾個(gè)人行過街通道，除半山園過街通道因土質(zhì)條件較好采用淺埋暗挖法外，其余如西祠堂巷、軍區(qū)總院等過街通道均采用矩形頂管施工方法。從已做的幾個(gè)頂管工程來看,均較為成功，且越做越有經(jīng)驗(yàn)，并有所創(chuàng)新。近年來，南京還有多條過街通道將采用同樣的頂管法施工，從總結(jié)經(jīng)驗(yàn)角度，冒昧地談?wù)勔炎鲰敼芄こ讨幸壮霈F(xiàn)的幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象及原因，對如何防范也作幾點(diǎn)建議。

　　1、易出現(xiàn)的幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象

　　1.1 滲漏、涌水和流砂影響建筑環(huán)境，貽誤工程進(jìn)度。南京市幾個(gè)頂管工程在工作井中、頂管進(jìn)出洞時(shí)以及工作井與聯(lián)通道聯(lián)結(jié)等處，均有不同程度滲漏、涌水和流砂現(xiàn)象，由此帶來一定的負(fù)面影響：1)地面隨機(jī)塌陷;2)周邊建筑物的裂損;3)影響工程正常進(jìn)程。流砂造成的塌陷一般在水土流失的坑周，部位帶有很大的隨機(jī)性，也就是常說的“不知在什么地方塌下來”。最近施工的一個(gè)接收井在西南側(cè)3m左右，由于支護(hù)體系滲漏，產(chǎn)生直徑約3m、深2m的塌陷坑，這是一種比較危險(xiǎn)的現(xiàn)象。值得注意的是在道路硬地坪下發(fā)生這種現(xiàn)象(常稱“硬橋”現(xiàn)象)更加危險(xiǎn)。由滲漏水產(chǎn)生的附加沉降，往往是差異沉降，這對沒有足夠抗力的條基房屋就會造成裂損。同樣是上面的一個(gè)接收井，因滲漏，北側(cè)二層樓房地坪、窗臺開裂，圍繞接收井北、西、南三方向地面產(chǎn)生環(huán)狀裂縫。一旦發(fā)生滲漏，處理很費(fèi)時(shí)，少則3~5天，多則十來天，一個(gè)40m長的頂管工程，一般只需十天左右就完成頂進(jìn)工作，相比之下，滲漏的處理倒成了控制工程進(jìn)度的主要因素。

　　1.2挖掘作業(yè)不慎，損壞了地下管網(wǎng)。一般而言，因環(huán)境變形對地下管網(wǎng)正常使用造成的威脅主要是剛性管網(wǎng)(如：混凝土管，鑄鐵管等)，真正由拉變形引起管網(wǎng)破壞現(xiàn)象并不多見。主要是施工作業(yè)不慎，損壞管線現(xiàn)象較多。舉兩個(gè)例子：1)損壞支水管發(fā)生涌水;2)砸斷煤氣管造成險(xiǎn)情。一頂管出洞時(shí)，出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象，報(bào)警后立即開挖下方的上水管，發(fā)現(xiàn)下沉5cm，此時(shí)施工方既緊張又著急，搶險(xiǎn)動(dòng)作很快，不小心把主管側(cè)一支水管砸斷了引起涌水。同樣這個(gè)工程在挖泥漿地時(shí)，砸斷煤氣管，當(dāng)時(shí)煤氣沖高10余米，幸好應(yīng)急措施得力，事故沒有擴(kuò)大。

　　1.3 不了解地下障礙，給頂進(jìn)作業(yè)帶來困難。一頂管工程，開始進(jìn)展比較順利，每天頂進(jìn)3至4節(jié)，即4.5到6.0m。但頂進(jìn)至24m時(shí)，頂力突然增大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于23mpa，當(dāng)時(shí)地面隆起10cm。頂管機(jī)頭內(nèi)左側(cè)的60cm×40cm螺栓封閉的鋼板窗口被擠開，大量的地下水傾瀉而入，洞內(nèi)一片混亂無法頂進(jìn)，被迫停工。后經(jīng)窗口清理出的有殘斷砌體、50-60cm之大的巖石和雜亂的建筑垃圾。經(jīng)進(jìn)一步勘察明確，在頂進(jìn)前方存在不明數(shù)量和部位的地下障礙，決定采用豎井沉降。歷時(shí)20多天的清障工作，頂進(jìn)得以重新掘進(jìn)。這種現(xiàn)象比較少見，但在位于南京六朝古都的舊城區(qū)進(jìn)行頂管工程，對此卻不能不有所警惕，不可掉以輕心。

　　1.4 因頂進(jìn)對土體擾動(dòng)引起的地面變形。頂進(jìn)過程對土體的擾動(dòng)和“背土”是客觀存在的現(xiàn)象。中山東路幾個(gè)頂管工程，隨著頂進(jìn)作業(yè)，地面均出現(xiàn)沉降和路面、路牙及周邊建筑物散水開裂的現(xiàn)象。

　　2、對風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象原因的淺析

　　風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象是一種感性認(rèn)識，只有將感性認(rèn)識提高至理性認(rèn)識，才能防范于未然。針對上述的風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象，說點(diǎn)浮淺認(rèn)識。

　　2.1 工勘資料未能全面反映地層結(jié)構(gòu)及土層真實(shí)性狀。這里原因比較復(fù)雜，有費(fèi)用問題，有水平問題，也有責(zé)任與誠信問題�，F(xiàn)在僅從技術(shù)層面，談?wù)勔豢字�見，盡管是個(gè)別現(xiàn)象，但對一個(gè)具體風(fēng)險(xiǎn)，就可能成了主要原因。1)勘測點(diǎn)少。因此不能全面反映地層變化;2)土層屬性描寫過于粗糙;3)土層的分界線劃分誤差過大;4)給出的土層系數(shù)(K)與實(shí)際不符，判定為滲透系數(shù)小的地層反而出水量大，相反也然，幾乎成常有的事實(shí);5)地貌、地史的描述太宏觀，動(dòng)輒就是長江河漫灘，二級階地等，這是需要的，但更需要微觀地貌，本工程地貌特征，所謂常說的“針對性”。

　　2.2 止、降水工藝存在缺陷形成滲漏通道。根據(jù)幾個(gè)頂管工程實(shí)踐，將存在此類的缺陷羅列如下：1)降水井制作不規(guī)范，濾管不到位，綠豆砂不連續(xù)，濾網(wǎng)模數(shù)不匹配，洗井不充分，降水效果不好，甚至抽不出水;2)止水樁未進(jìn)入隔水層或者繞流長度不足;3)止水樁在深部搭接寬度不夠，形成“褲叉”;4)工作井底加固樁體與工作井支護(hù)之間存在施工縫;5)SMW工法在型鋼抽拔除后，留下豎向滲流通道;6)工作井進(jìn)、出洞口加固區(qū)的深攪樁與工作井受力樁結(jié)合不緊密;7)粉砂地層中灌注樁在高水位條件下露筋，形如“鳥籠”;8)工作井坑底加固采用地面空攪，標(biāo)高控制不準(zhǔn)，坑底加固樁頭不到位，高低不一;9)深攪止水樁由于水泥用量不足，攪拌不均勻，質(zhì)量差異，抗?jié)B性達(dá)不到10-7cm/s要求;10)對先期工程的擾動(dòng)，土體損失形成滲流通道認(rèn)識不足等等。

　　2.3對相應(yīng)施工工藝缺少深入理性認(rèn)識，結(jié)果事與愿違。舉2個(gè)例子。1)利用高壓旋噴樁作為止水帷幕或者用來封堵滲漏點(diǎn)，效果總是不盡理想，這是因?yàn)橐话愣枷茸龉嘧�樁，后做旋噴樁，這樣旋噴樁不易與灌注樁緊貼，存在不同間隙。高壓旋噴樁，即是三重管旋噴水壓加只有20mpa，切割不了C25或C30灌注樁。反之如果先做旋噴樁后做灌注樁，兩者可以很好結(jié)合，止水效果是會比前者好。另外，高壓旋噴樁在不同土質(zhì)條件下，形成的樁徑不同，在相同壓力下，在粉土中，可以形成60cm直徑的樁體，而在砂土中只能形成40cm的樁體。對于粘性土，樁徑隨著N值增大而減小，可由d=50cm降至d=35cm，一根高壓旋噴止水樁通過不同的土層，即可能形成不同截面的樁徑，如此與灌注樁就不能很好貼合，形成滲水通道。2)在控制涌水應(yīng)急措施時(shí)，常采用深井降水，以降低工作井內(nèi)地下水位。其基本原理是“通過管井降水形成降水漏斗曲線來降低井內(nèi)水位”。這種降水漏斗形成與邊界條件有密切關(guān)系。3)施工過程不善于用定量的數(shù)據(jù)判定出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的可能性。

　　2.4 監(jiān)測工作尚未起到信息化施工的作用。眾所周知，土體是一種極不均勻的三相體系，很難用一種介質(zhì)模型準(zhǔn)確地計(jì)算出相互作用的力學(xué)形狀，監(jiān)測工作就成為一種直觀反應(yīng)上的力學(xué)行為的有效方法。根據(jù)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)與施工方案的正確性，預(yù)測工程進(jìn)展中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)施工順利的進(jìn)行，是一種信息反饋行為，稱之為信息化施工。幾個(gè)頂管工程的監(jiān)測工作，確實(shí)起到了一些作用，但是在監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置上存在明顯缺陷，影響到監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。1)對生命線(地下重要管線)監(jiān)測數(shù)據(jù)不實(shí)在，是以管線上方地面變形量作為管線的變形，特別是硬地坪或路面上設(shè)置管線監(jiān)測點(diǎn)，數(shù)據(jù)與實(shí)際相差更遠(yuǎn);2)監(jiān)測土體深層位移，將測斜管設(shè)置在支護(hù)的灌注樁內(nèi)。一根D800或D1000，C30受二或三道橫向支撐鋼筋混凝土灌注樁，剛度是相當(dāng)大的，要使其達(dá)到毫米量級的水平位移，要有多大的水平力，樁后土體要發(fā)生多大的擠壓變形?所以，由此測得水平位移很少時(shí)，而地面早就出現(xiàn)裂縫;3)地面沉降監(jiān)測放在路面硬殼層上，測不出真正要了解硬殼下土體的變形，有時(shí)土體已發(fā)生塌陷，由于“硬地坪”作用，監(jiān)測點(diǎn)的變形還在允許范圍內(nèi);4)監(jiān)測數(shù)據(jù)報(bào)表與頂進(jìn)進(jìn)程分離，不能直觀表達(dá)頂進(jìn)過程的變化(超挖、欠挖、左右擺動(dòng)、抬頭、低頭等)與監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)系，無法起到信息化施工作用;5)地表建筑物監(jiān)控缺少“時(shí)程曲線”，例如，房屋開裂了，裂縫多寬，多長，分布特征，隨時(shí)間變化規(guī)律如何?是發(fā)散了，還是收斂了，由此，才可以決策是否要加固。同樣地下水水位觀測也是如此，沒有給出水位變化的時(shí)程曲線。目前的監(jiān)測工作一個(gè)普遍的缺陷是不夠細(xì)致，偏于簡單，更少有能做到風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)報(bào)。

　　3、避免易見風(fēng)險(xiǎn)的幾點(diǎn)建議

　　3.1 要有相對正確，可靠全面的工勘資料。地層結(jié)構(gòu)表達(dá)應(yīng)符合場地實(shí)際情況，場地歷史變遷及其對工程影響應(yīng)明確交待，有關(guān)暗沙、暗塘、地下障礙，前期工程的擾動(dòng)影響，對地下水補(bǔ)給，經(jīng)流，排泄路徑及分布(如等水位線圖等)與特征應(yīng)著重說明，滲透系數(shù)最好能以現(xiàn)場試驗(yàn)確定，不宜套“手冊”數(shù)據(jù)。

　　3.2 對建筑場地環(huán)境應(yīng)定量了解，如地面建筑與工程位置幾何關(guān)系，基礎(chǔ)的型式，建造的年代，使用上的特殊要求等。對地下管網(wǎng)，要掌握其埋深、類型、材質(zhì)、走向、接頭，與頂管路徑幾何關(guān)系，設(shè)置的年代，當(dāng)時(shí)的施工工藝。這樣才能預(yù)測在頂進(jìn)過程的擾動(dòng)是否會發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)程度以及如何制定應(yīng)急方案。

　　3.3 對施工作業(yè)對土體擾動(dòng)應(yīng)有基本理性認(rèn)識。明挖通道頂管施工可能影響變形的范圍，頂管頂進(jìn)時(shí)對土體擾動(dòng)特征及其影響量，據(jù)此，可以主動(dòng)調(diào)整工藝，做到預(yù)控，防范于未然。

　　3.4 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，使止水措施發(fā)揮有效作用。比如，工作井坑底加固與工作井側(cè)壁支護(hù)間存在不吻合的間隙，是否可以先作坑底加固，并把其范圍擴(kuò)大后再做支護(hù)樁。

　　3.5 監(jiān)測單位進(jìn)一步研究監(jiān)測方法，使監(jiān)測的數(shù)據(jù)能客觀及時(shí)反映施工作業(yè)進(jìn)程土體真實(shí)動(dòng)態(tài)，建立一套信息反饋系統(tǒng)，起到信息化施工的作業(yè)。

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